靈魂發(fā)問:Verilog到底能不能算是編程語言?這位技術(shù)老兵是這樣說的……
知乎上刷到一個(gè)問題,問性能最強(qiáng)的編程語言是什么?看到高贊回答到是Verilog,然后在評論區(qū)就引發(fā)了一場Verilog到底算不算編程語言的爭論,我覺得比較有意思,所以就也打算嘮嘮這個(gè)事情。
趁著最近奇葩說正播,本篇文章試著用辯論的形式來討論一下這個(gè)問題。正反兩方,正方:Verilog當(dāng)然算編程語言,反方:Verilog不能稱為編程語言。接下來,有請雙方立論。正方先開始。
正方
Verilog當(dāng)然算是編程語言,首先我們來看看什么叫編程語言。根據(jù)維基百科,最早的編程語言是在電腦發(fā)明之前,當(dāng)時(shí)是用來控制提花織布機(jī)及自動(dòng)演奏鋼琴的動(dòng)作。
所以并不是說在計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)上跑的才能叫編程語言,你做一段可以自動(dòng)彈棉花的動(dòng)作,規(guī)定規(guī)則(語法)和含義(語義),這就可以稱為一段編程語言。再來看Verilog,符合編程語言描述的語法和語義,然后通過綜合(編譯)生成bit流文件,下載到FPGA上,F(xiàn)PGA根據(jù)這個(gè)bit流文件,然后將內(nèi)部的LUT、D觸發(fā)器等基本單元任意組合實(shí)現(xiàn)組合電路和時(shí)序電路。
最終使FPGA能實(shí)現(xiàn)各種硬件功能。請問這樣還不算編程語言算什么?這是我方的第一個(gè)論點(diǎn)。
再來,我準(zhǔn)備了一頁P(yáng)PT,請看下面這張圖,
網(wǎng)站鏈接在這里https://www.tiobe.com/tiobe-index/
這是TIOBE公司公布的1月全球最流行編程語言排行榜,可以看到Verilog還沒有排到前50 ,但是沒關(guān)系,Verilog上榜了,權(quán)威機(jī)構(gòu)都說明了,所以Verilog作為編程語言,還有什么需要爭論的。這是我方第二個(gè)論點(diǎn)。
再來,剛才我在前面提到了FPGA,F(xiàn)PGA的全稱是什么,F(xiàn)ield Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程邏輯門陣列,看到?jīng)]有——可編程,那么它對應(yīng)的編程語言是啥,就是Verilog。
我們很多理工科專業(yè)的朋友在學(xué)?;蚨嗷蛏俣冀佑|過FPGA。可以說在FPGA上你可以用Verilog寫出任何數(shù)字電路,但是這個(gè)編程的過程也是非常漫長和枯燥的,因?yàn)槟阋獜淖钚∫粋€(gè)門,一個(gè)D觸發(fā)器開始搭建,然后要進(jìn)行漫長的仿真調(diào)試,才能實(shí)現(xiàn)最終一個(gè)硬件功能。
為什么設(shè)計(jì)起來這樣累的語言還一直被我們使用,因?yàn)樗悄壳拔覀冊O(shè)計(jì)電路最主流、流程最完善、PPA權(quán)衡最好的語言,如果說有人問?目前性能最強(qiáng)的編程語言是什么,那么我一定回答是Verilog,因?yàn)闆]有哪個(gè)語言的運(yùn)行速度能跑得快FPGA和ASIC。
反方
OK,別著急,我們慢慢來,都在射程范圍之內(nèi),都在射程范圍之內(nèi)。
剛才,對方一直不斷重復(fù)Verilog,Verilog,但是卻沒有說全Verilog的全稱是什么,Verilog HDL,HDL是什么,不是Hardware Design Language硬件設(shè)計(jì)語言,是Hardware Description Language硬件描述語言。看到?jīng)]有,Verilog在定義時(shí)在名稱上就說的明明白白,它是硬件描述語言,而不是編程語言。
再來,對方第二個(gè)論點(diǎn),舉例了一個(gè)TIOBE的最流行編程語言排行榜,說上面有Verilog,覺得這就是權(quán)威,從而得出結(jié)論,說Verilog是編程語言。首先,我方相信這個(gè)排行榜的流行準(zhǔn)確性,但是你要知道這個(gè)排行榜是否會(huì)真的去研究Verilog到底能不能歸類到編程語言范疇的這個(gè)問題?
因?yàn)檫@個(gè)排行榜真正在意的重點(diǎn)是語言的受歡迎程度,而不是語言的準(zhǔn)確分類。如果今天有一個(gè)排行榜,來公布的是最流行的硬件描述語言的話,我相信排在第一第二的肯定是VHDL和Verilog HDL。
所以我方認(rèn)為對方的第二個(gè)論點(diǎn)不成立。
至于對方所提到的第三點(diǎn),F(xiàn)PGA全稱是現(xiàn)場可編程邏輯門陣列,但是這里的可編程應(yīng)該理解為可更改的意思,而并不是Verilog對它進(jìn)行編程。用Verilog描述的電路可以運(yùn)行在FPGA上,意味著這個(gè)電路是可更改,可擦除的。
對方最后提到的Verilog是性能最強(qiáng)的編程語言,我認(rèn)為這樣和其他編程語言做比較,完全就是在作弊,因?yàn)榫幊陶Z言都是最終被編譯成二進(jìn)制指令,運(yùn)行在電路上的,Verilog就是電路本身。沒有人能快過電路本身。
我們把編程語言寫出來的代碼叫程序,程序是什么?在計(jì)算機(jī)中程序就是控制計(jì)算機(jī)的指令。HDL寫出來的代碼叫什么?好像也不能直接叫程序,因?yàn)閺哪撤N意義上它只是電路的一種描述形式,它可以說就是計(jì)算機(jī)、就是電路。所以用Verilog寫的代碼只能叫代碼,不能叫程序。這是Verilog和編程語言的本質(zhì)區(qū)別。
最后,這道題目我們在討論的是什么,我們在討論的是編程語言嗎?不是,這道題目我們最終要討論的是,你在寫Verilog的時(shí)候,是否心中有電路。我們在寫Verilog時(shí),是在做一個(gè)電路設(shè)計(jì),Verilog只是作為一個(gè)工具,幫我們將腦海構(gòu)思的設(shè)計(jì)、電路給實(shí)現(xiàn)出來。
況且你寫代碼的時(shí)候,不僅心中要有電路,而且還得寫下來,畫出來,然后照圖施工。如果你真的清楚的知道自己是在做什么,而不是利用現(xiàn)有積累的語法規(guī)則和方法去實(shí)現(xiàn)一定的功能的時(shí)候,你就不會(huì)提出這個(gè)問題。因?yàn)槟闱宄疫@不是在編程,我這是在描述硬件,我是在設(shè)計(jì)電路。綜上,我方認(rèn)為Verilog不是編程語言,它是硬件描述語言。
最后
Verilog是一種硬件定義語言。編程語言通常被理解為用于告知現(xiàn)有硬件要做什么的語言,而不是直接用于描述硬件的語言,即使在維基百科和各大網(wǎng)站會(huì)把Verilog歸類到編程語言當(dāng)中,廣義上來說編程語言的范疇甚至在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)之前,硬要這么歸類,也沒問題。但是我認(rèn)為我們學(xué)習(xí)、使用Verilog的朋友,必須要區(qū)分開軟硬件的差異。用Verilog寫代碼不叫編程,那叫描述電路。
關(guān)于這個(gè)問題,你還有什么見解,歡迎評論區(qū)留言。
Reference維基百科——Verilog、FPGA、編程語言、編程語言列表
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